電力工程師評職稱論文發表期刊推薦北大核心級期刊《水電能源科學》，《水電能源科學》（WaterResourcesandPower）創刊于1983年，由教育部主管，中國水力發電工程學會、華中科技大學、國測水電技術 研究院主辦，面向國內外公開發行，目前為全國中文核心期刊（2008版，水利水電類核心期刊排名第6）及中國科技核心期刊，也為華中科技大學D類期刊之 一。

　　摘要：針對珠海電網輕負荷時,主網電壓水平偏高、局部電壓嚴重偏高，難以達到電網考核標準問題，本文通過分析電網無功電壓情況，從珠海電網電纜線路較多及靠近的電源點兩個方面分析重點分析，提出了從電抗器配置、AVC的管理、機組進相運行、以及對系統小電廠和用戶的無功考核等方面來提高電網電壓質量，以保證電網安全、穩定、經濟的運行。

　　關鍵詞：電壓偏高,電壓控制,進相運行,電纜線路,靠近電源點

　　引言

　　電力系統的無功平衡是保證電壓質量的基本條件，有效控制和合理的無功補償能保證電壓質量，且能提高運行的穩定性和安全性[1]，降低電網電能損耗，提高電網設備的輸電能力，發揮電網運行的經濟效益。珠海電網高峰負荷時刻受端電壓支撐及電壓穩定問題備受關注,而負荷低谷期電網電壓偏高,尤其是節假日電壓偏高問題,并未受到足夠的重視。

　　珠海電網輕負荷時,主網電壓水平偏高、局部電壓嚴重偏高。為此,從珠海電網結構及靠近的電源點的情況兩個方面分析了珠海電網電壓偏高的原因,對輕負荷時珠海電網電壓及無功的調控情況進行總結,分析輕負荷時調壓存在的問題,并提出解決問題的應對措施和建議。

　　1輕負荷時電網無功電壓現狀

　　1.1電網運行方式概況

　　目前珠海地區共有1座500kV、13座220kV變電站。其中西區所需電力主要來自與珠海電網并網發電的3間電廠，其中珠海B廠(2*600MW)通過500kV海國甲乙線上網，珠海A廠（2*660MW）及洪灣電廠（2*180）通過220kV海雨甲乙線、海八甲乙線、海港甲乙線、海臨甲乙線、洪南甲乙線與珠海電網連接。另外珠海市區電力主要通過220kV寶鳳甲乙線、220kV桂樂甲乙線從從廣東省網受進電力。其中珠海電網電容器組220臺，總容量為1372.37Mvar；電抗器16臺，總容量為117.336Mvar。珠海電網220kV電網示意如圖1所示：

　　圖1：珠海電網220kV系統示意

　　2012年珠海電網最高負荷2019.06MW（2012年8月28日16:00），最低負荷457.3MW（2012年1月23日05:29）。

　　1.2節假日負荷特性

　　珠海地區節假日期間，特別是春節期間各行各業紛紛停工、放假,系統負荷急劇降低,電壓飆升快,在負荷急劇降低的過程中僅靠調度員下令進行調壓,工作量非常大,調節速度難以滿足要求,節前系統電壓即偏高。春節期間系統負荷為全年最低水平,最低負荷約為全年最高負荷的1/5,最高負荷約為全年最高負荷的2/5。而節假日期間珠海地區負荷基本穩定,增長幅度很小,在電網規模越來越大,電廠越來越多的情況下,節假日電壓偏高的問題將越來越嚴重。

　　1.3冬小方式下珠海電網電壓及無功補償情況分析

　　2012年12月2日作為冬小典型日對珠海電網電壓及無功補償情況分析。

　　(一)分析模型

　　采用2012年12月02日最小負荷DF8003系統實測參數（PAS網絡拓撲）。

　　(二)電壓水平

　　1.220kV中樞點電壓水平

　　最小負荷時刻，珠海電網電壓最低的220kV母線在大港站，線電壓235.3kV；電壓最高的220kV母線是在珠海站，線電壓238.7kV。幾乎所有220kV母線線電壓都超過合格范圍（-3%~+7%）。

　　最大負荷時刻，珠海電網電壓最低的110kV母線是三灶站110kVII母，線電壓110.1kV；電壓最高的110kV母線是南屏站110kV母線，線電壓117kV。珠海電網處于運行狀態的88條110kV母線線電壓全部在合格范圍內（-3%~+7%）。

　　圖3：2012年小負荷時刻110kV電壓分布圖

　　3.10kV電壓水平

　　小負荷時刻，珠海電網電壓最低的10kV母線是明珠站10kVIII母，線電壓10.1kV；電壓最高的10kV母線是東堡站10kVI母，線電壓10.7kV。珠海電網處于運行狀態的140條10kV母線中，線電壓全部在合格范圍內（10.0~10.7kV）

　　圖4：2012年小負荷時刻10kV電壓分布圖

　　(三)冬小日分析結論

　　1.220kV母線電壓都超過235kV，不在合格范圍內。

　　2.110kV、10kV電壓都在合格范圍內。

　　2輕負荷時220kV母線電壓偏高問題分析

　　2.1電廠220kV母線電壓規定與變電站220kV母線電壓規定不一致

　　依照《廣東電力系統調度規程》的規定，發電廠的220kV母線和500kV變電站的中壓側母線在正常運行方式情況下，電壓允許偏差為系統額定電壓的0%——10%；異常運行方式時為系統額定電壓的-5%——+10%。而220kV變電站的220kV母線、發電廠和220kV變電站的110kV——35kV母線在正常運行方式情況下，電壓允許偏差為系統額定電壓的-3%——+7%；異常運行方式時為系統額定電壓的±10%。[2]

　　小負荷時刻，珠海A廠220kV母線電壓235.6kV，在中調調規規定的合格范圍內（0%~10%），但是與珠海A廠連接的八一站、大港站、臨港站和雨塘站電壓已經超出合格范圍（-3~+7%）。同理，南屏站因為洪灣電廠電壓偏高（237.3kV）而超出了合格范圍。

　　2.2輕負荷時時電廠未能進相運行

　　電力系統的電壓高低和無功功率的平衡情況有關,無功功率欠缺時,電壓水平降低;無功功率有剩余時,電壓就會上升。在節、假日或后半夜低負載時,有可能出現無功功率過剩以致電壓過高,超出允許范圍的情況。這種現象,隨著電力系統的不斷發展,大型機組、長距離超高壓輸電線路及供電電纜線路的大量增加,已經日趨嚴重。[3]根據相關統計表明珠海A廠、珠海B廠、洪灣電廠在負荷較低時并未進相運行，甚至有時電廠還會發出無功，這就造成了珠海電網無功更加過剩，給調壓造成了更大的困難。

　　2.3電纜線路產生大量無功功率

　　表2：220kV珠海站220kV電纜線路冬小最小負荷時刻倒送無功功率統計表：

　　線路名稱倒送無功Mvar線路名稱倒送無功Mvar

　　珠拱甲線41.3珠拱乙線38.9

　　珠河甲線36.1珠河乙線36.2

　　注：珠海市區冬小最小負荷時刻220kV電纜線路向220kV珠海站倒送無功152.5Mvar。

　　以220kV珠海站為例。冬小最小負荷時珠海站220kV母線線電壓達到238.7kV，超過電壓上限235kV。珠海站10kV母線裝設12組并聯電抗器組，小負荷時刻投入了4組，10kV母線電壓在合格范圍（10.1~10.3），這說明小負荷時刻AVC動作正確。珠海站220kV出線中，珠河甲乙線和拱河線都是2500的電纜線路，小負荷時刻，四回電纜線路總共倒送無功功率152.5MVa，這也是珠海站220kV母線電壓偏高的主要原因。小負荷時刻珠河甲乙線線路負載2*70MW，珠拱甲乙線線路負載2*70MW，遠小于波阻抗功率，線路中部的電壓將比兩端的電壓更高，對絕緣構成較大的威脅。拱北站和琴韻站的情況與珠海站類似。

　　2.4對電網感性補償設備的配備不重視

　　珠海電網,在電網設計、規劃及建設上,一直都以容性補償設備為重,忽略了感性補償設備的配備,只在電纜線路較多的220kV珠海站、拱北站、琴韻站、臨港站配有少量并聯電抗器,導致電網在負荷低谷無功過剩,無法分層分區就地平衡。

　　2.5小電廠無功出力考核缺乏有效手段

　　地區小電廠由于從自身經濟利益和機組運行水平考慮，在高峰時少發無功，而此時電網是最需要無功的時候，低谷時，無功并不少發，使得小電源接入的變電站無功難以平衡。

　　3建議及采取的應對措施

　　根據珠海電網靠近電源點，系統電壓相對較高，且市區內電纜線路眾多，而地區電網低谷時負荷非常輕等情況，對無功電壓存在的問題建議采取以下措施：

　�。�1）向中調申請，建議小負荷時刻，珠海各電廠電壓要控制在較低的水平。

　　（2）當前電網普遍存在電壓高、無功功率過剩的問題，利用發電機的固有進相運行能力，則是解決該問題的最佳經濟選擇與技術選擇。[4]加強電廠運行人員對進相運行的正確認識,重視電廠機組進相運行,積極完成進相試驗,并在系統需要時按調度要求進相運行,實現對電壓的有效調控,保證系統和電廠的安全。在系統無功過剩,電壓偏高的時候,若電廠不僅不能進相,還向系統輸送無功,優先考慮停運其出線調壓。

　�。�3）在電網規劃建設上加強對感性無功補償設備的重視，在市區變電站多建低壓電抗器。隨著城市電網建設的需要，220kV電壓等級的電纜線路鋪設量逐漸增加,由于每公里電纜線路電容值較大,產生的充電功率比常規架空線路約高一個數量級,為更好地利用和調節電纜線路產生的充電無功容量,在電網中需要裝設一定容量的感性無功補償設備,以補償電網小負荷運行方式時電纜線路多余的充電無功功率。[5]為此，我們也可向澳門電網學習，在電纜線路較多的220kV變電站220kV母線上裝設高壓并聯電抗器。

　　（4）加強對于地方小電廠的功率因數考核，如何激勵小電廠配合調壓管理和研究電壓功率因數考核辦法是需要研究的新課題。

　�。�5）加強電容器、電抗器的日常巡視、試驗和消缺管理，確保設備健康狀況良好，以進一步提高設備可用率。

　�。�6）春節期間退出所有變電站AVC投、切電容器、電抗器壓板，所有工況正常的電容器、電抗器熱備用，AVC控制主變檔位調節壓板繼續投入。監控班在節假日期間，加強各220kV變電站220kV母線電壓、主變檔位和主變變高無功功率的監視，根據電壓情況遙調電容器、電抗器及主變分接頭，確保各電壓等級母線的電壓在合格范圍。特別加強220kV珠海變電站、拱北變電站、鳳凰變電站的監視，根據無功、電壓情況遙調電抗器及主變分接頭，確保主變變高無功不倒送，各電壓等級母線的電壓在合格范圍。

　　4結語

　　對于靠近電源點送端系統的地區電網，由于其系統電壓偏高，并且該地區電網有大量電纜線路，當地區負荷太輕時，地區電網的無功平衡和功率因素將難以達到考核的標準。而地區電網因其可調節的有功、無功電源少而對主網電壓無法進行控制，要保證對用戶供電的電壓質量，降低線損，保證電網的安全經濟穩定運行，需要聯系電網實際運行情況，對地區電網中的電抗器配置、AVC的管理、機組進相運行、以及對系統小電廠和用戶的無功考核等進行有效的實施。

　　參考文獻：

　　[1]黃偉.地區電網可靠運行分析.廣東電力,2005,18(05):17-20.

　　[2]廣東電網公司.廣東電力系統調度規程（修訂），2012

　　[3]李海峰，王小英，楊志新.關于發電機進相運行若干問題的探討黑龍江電力,2002,24(05)：358-363.

　　[4]陳迅吳曉宇陳群.對廣東電網開展發電機進相運行若干問題的剖析

　　[5]王非，李群炬，李偉.高壓電纜對電網無功平衡的影響及相應措施華北電力技術,2007,6：1-3.